一种长链烯烃合成系统和应用其合成长链烯烃的合成工艺的制作方法

1.本技术涉及烯烃合成的领域，尤其是涉及一种长链烯烃合成系统和应用其合成长链烯烃的合成工艺。


背景技术：

2.近年来随着石油化工的发展，c6～c20之类的高碳醇的利用和开发越发重要。廉价的高碳醇目前主要用于洗涤剂和助剂等方面，将其转化为烯烃，进一步增加其附加值具有较强的现实意义。尤其烯烃在高分子材料具有很广阔的应用，所以开发高选择性，高收率，并且投资少，见效快的伯醇转化为端烯的合成工艺很有必要。
3.目前，高碳醇合成烯烃的方案一般有两个主流方向：第一种方案是通过强质子酸进行催化合成。但是该方案需要大量的酸来催化，容易环境污染，其次端烯在强酸性条件容易聚合，导致烯烃的收率较低。
4.第二种方案则是通过固定床工艺进行催化合成。该方案利用固体催化剂作为固定催化相，通过原料的连续进料，在催化剂床层的催化脱水处理下制备端烯。但是，该方案在实际操作和生产过程中，由于原料的连续进料，催化剂容易碳化结焦或端烯聚合结焦，需要定期清理从而产生大量固废；另外生成的产物端烯与未完全转化的伯醇在经过催化剂床层时，很容易发生反应生成醚，影响收率。
5.针对上述相关技术，发明人认为现有的高碳醇合成烯烃的传统合成催化方案均存在收率不高的缺陷。


技术实现要素：

6.为了改善现有高碳醇合成烯烃的传统合成方案存在收率不高的缺陷，本技术提供一种长链烯烃合成系统和应用其合成长链烯烃的合成工艺。
7.第一方面，本技术提供一种长链烯烃合成系统，采用如下的技术方案：一种长链烯烃合成系统，包括：催化装置，所述催化装置形成为柱体，所述催化装置内设有沿其轴向方向贯通的催化腔室，所述催化腔室内设有催化剂层；物料收集装置，所述物料收集装置的一端与所述催化装置的一端相连，所述物料收集装置设有冷凝设备以冷凝回收经所述催化剂层催化合成的产品；真空设备，所述真空设备的一端与所述冷凝设备的另一端相连通，所述真空设备用于将原料由液体减压成气态并由催化装置的另一端向物料装置的另一端移动。
8.通过采用上述技术方案，本技术优化了长链烯烃合成的方案和装置，简化了传统合成长链烯烃的方案，本技术通过催化装置结合真空设备，在真空设备的作用下，原料经真空处理，减压气化后，在催化装置中催化后，直接输送至物料收集装置中，改善了传统固定床工艺需要大量载气携带物料的缺陷。同时本技术由于采用了真空装置减压处理，经催化合成后的产品沸点更低，能在真空减压条件下，与未反应的原料形成良好的分离，从而改善
了传统固定床工艺合成生产长链烯烃方案中原料和产品混合会产生副反应形成醚化杂质而降低原料利用率的缺陷。
9.同时，通过该长链烯烃合成的系统结构简单，能方便对设备进行清洗，同时该系统的适用性强，能对催化生产的不同端烯产品，通过简单调整催化剂的温度和真空度，完成合成处理，从而提高了对端烯产品各种类合成的适用性。
10.优选的，所述催化装置还包括：精馏分离塔，所述精馏分离塔设于所述物料收集装置与所述催化装置之间，且所述精馏分离塔的一端与所述催化装置的一端相连，所述精馏分离塔的另一端与所述物料收集装置的一端相连，以精馏分离经所述催化剂层加热催化后的原料组分为合格组分和不合格组分，所述合格组分输送至所述物料收集装置，所述不合格组分回流至所述催化装置中，重复催化转化完全后，输送至所述物料收集装置。
11.通过采用上述技术方案，本技术进一步优化了催化装置的结构，通过在催化装置中设置精馏分离塔结构在催化装置对原料催化并生成产品的过程中，同时实现所得产品的分离提纯，一次性得到合格产品，不需要再精馏提纯，从而不仅提高合成效率，同时提纯的纯度较高，提高了产品的品质。
12.优选的，所述精馏分离塔包括：精馏柱填料，所述精馏柱填料沿所述精馏分离塔轴向设置与所述精馏分离塔内部腔室内，以分离加热催化后的原料；分布器，所述分布器设于所述精馏柱填料靠近物料收集装置的一端，以均匀分布所述加热催化后的原料。
13.通过采用上述技术方案，本技术进一步优化了精馏分离塔的结构，通过在精馏柱中设置精馏柱填料，对产品实现良好的分离。分布器的进一步设置，使液体在塔横截而上均匀分布，从而保证合成产品在流动过程中，保持原来的均匀分布状态而不影响气液两相的接触，提高了产品传质的效率。
14.优选的，所述物料收集装置还包括：取样部，所述取样部的一端与所述精馏分离塔通过回流管相连以对所述精馏分离塔分离后的产品进行取样。
15.通过采用上述技术方案，本技术还进一步在物料收集装置上设置取样部，不仅能方便对产品质量进行进一步的把控，同时还能有效检测对长链烯烃的合成情况来设定不同产品合成温度和真空度。
16.优选的，所述长链烯烃合成系统还包括：进料部，所述进料部设有容纳腔以对原料进行存贮和中转；预热设备，所述预热设备与所述进料部通过进料管连通，所述预热设备设有用于对原料加热处理的加热设备。
17.通过采用上述技术方案，本技术进一步优化了长链烯烃合成系统的结构，通过设置的进料部，使固体的高分子量的原料在进料部中储存、化料等，有效优化了合成的效率和步骤，进一步提高原料合成转化的效率。
18.同时，通过预热部的设置，能便于真空设备减压使其形成为气体结构的速度，提高后续原料催化合成的效率，减少了原料和产品之间的副反应，从而降低了杂质率，提高了产
品的收率。
19.优选的，催化装置还包括：加热催化部，所述加热催化部至少一部分与所述催化剂层相连，以加热所述催化剂层温度。
20.通过采用上述技术方案，本技术技术方案进一步优化了催化装置的结构，通过设置的加热催化部，能改善催化合成的环境，通过高温环境的作用，加速原料的运动和活性，从而提高催化装置在实际催化反应过程中的效率。
21.优选的，所述真空设备还包括：两个低温冷却收集装置，两个所述低温冷却收集装置分别设于真空泵的两端，以回收合格的气态产品。
22.通过采用上述技术方案，由于在实际的产品生产过程中，当制备目标产物为低沸点端烯时，由于目标产物的沸点较低，同时真空环境还会进一步降低其沸点，所以需要在真空设备装置中的真空泵的前端和后段，均添加低温冷却收集装置，以回收合格的低沸点端烯产品，防止其逸散损失。
23.第二方面，本技术提供一种应用上述长链烯烃合成系统合成长链烯烃的工艺，包括以下合成步骤：s1、原料准备：将原料先化料后，由进料部中中转存贮；s2、预热处理：将中转存贮的原料输送至预热设备中，预热处理；s3、加热催化合成：将预热后的原料输送至催化装置内，经催化剂层加热催化合成，得催化合成产物；s4、分离提纯：对催化合成产物输送至精馏分离塔中，在精馏柱填料的分离作用下，分离合格产品并输送至物料收集装置中，不合格产品重新输送至催化装置内，在催化剂层催化作用下，重复加热催化合成至合格为止；s5、物料收集：将合格产品经物料收集装置冷凝回流后，灌装收集，即可合成长链烯烃。
24.通过采用上述技术方案，本技术通过优化合成工艺，采用边反应边分离的工艺步骤，瞬间分离产品与原料，减少或避免醚化杂质的产品，从而提高了产品的收率。通过精馏分离并直接获取所要的产品的同时，在精馏分离塔和重力的作用下，使未转化的原料重新输送至催化剂层，从而实现了原料的100％的转化率，提高了产品的产率。
25.优选的，步骤s3所述催化剂层中催化剂包括氧化锌、氧化铝、石英砂中的一种或多种。
26.通过采用上述技术方案，本技术优化了催化剂的种类，根据原料的不同，能有选择地选用反应活性不同的原料，再通过调节催化剂层温度和体系真空度等条件，从而进一步改善产品的收率。
27.综上所述，本技术具有以下有益效果：第一、本技术优化了长链烯烃合成的方案和装置，简化了传统合成长链烯烃的方案，本技术通过催化装置结合真空设备，在真空设备的作用下，原料经真空处理，减压气化后，在催化装置中催化后，直接输送至物料收集装置中，改善了传统固定床工艺需要大量载气携带物料的缺陷。同时本技术由于采用了真空装置减压处理，经催化合成后的产品沸点
更低，能在真空减压条件下，与未反应的原料形成良好的分离，从而改善了传统固定床工艺合成生产长链烯烃方案中原料和产品混合会产生副反应形成醚化杂质而降低原料利用率的缺陷。
28.同时，通过该长链烯烃合成的系统结构简单，能方便对设备进行清洗，同时该装置适用性强，对不同的端烯产品，通过调整催化剂的温度和真空度，即可完成合成处理，从而提高了对端烯产品各种类合成的效率。
29.第二、本技术进一步优化了催化装置的结构，通过在催化装置中设置精馏分离塔结构在催化装置对原料催化并生成产品的过程中，同时实现所得产品的分离提纯，一次性得到合格产品，不需要再精馏提纯，从而不仅提高合成效率，同时提纯的纯度较高，提高了产品的品质。同时，通过在精馏柱中设置精馏柱填料，对产品实现良好的分离。同时分布器的设置，能分布器使液体在塔横截而上均匀分布，从而保证合成产品在流动过程中，保持原来的均匀分布转态，不影响气液两相的接触，提高了传质的效率。
30.第三、本技术通过优化合成工艺，采用边反应边分离的工艺步骤，瞬间分离产品与原料，减少或避免醚化杂质，提高收率直接获取所要的产品，同时在精馏分离塔和重力的作用下，使未转化的原料重新输送至催化剂层，从而实现了原料的100％的转化率，提高了产品的收率。
附图说明
31.图1是本技术实施例的长链烯烃合成系统的结构示意图；图2是本技术实施例的长链烯烃合成系统的局部剖面图；图3是本技术实施例的真空设备中低温冷却收集装置局部结构示意图。
32.附图标记说明：1、催化装置；11、加热催化部；12、催化剂层；13、精馏分离塔；131、精馏柱填料；132、分布器；2、物料收集装置；21、冷凝设备；22、取样部；3、真空设备；31、真空泵；32、低温冷却收集装置；321、第一低温冷却装置；322、第一收集罐；323、第二低温冷却装置；324、第二收集罐；4、进料部；5、预热设备；51、搅拌设备。
具体实施方式
33.以下结合附图1～3对本技术作进一步详细说明。
34.本技术实施例公开一种长链烯烃合成系统。参照图1～图2，长链烯烃合成系统中设有进料部4，进料部4内部含有储存原料的容纳腔，该容纳腔能对化料后的固体原料进行保温储存，防止其再次凝固，从而优化了合成的效率和步骤，提高原料合成转化的效率。进料部4的一端通过管道与预热设备5进行连通，在预热设备5与进料部4之间，还设置有真空设备3，真空设备3中设有真空泵31，通过真空设备3对进料部4内进行减压处理，通过将高分子量醇提前化料，使其转化为液体后，真空设备3中的真空泵31将其抽吸至进料部4中。进料部4中的液体料输送至预热设备5中，根据该液体料的实际工艺性质，通过调整真空设备3的真空度和调节预热设备5的预热温度，使液体料汽化为气体，并在真空设备3的抽吸作用下，抽吸至催化装置1中，加热催化处理。同时在预热设备5中还设有搅拌设备51，通过搅拌设备51在原料进行预热的过程中，使原料加热均匀的同时，提高预热的效果。
35.参照图1～图2，在预热设备5的上方，设置有催化装置1，该催化装置1形成为柱状
结构，在催化装置1内部设置的腔室内，还设置有催化剂层12。原料经催化剂层12中的催化剂催化后，能合成为产品。该催化装置1通过在催化剂层12的外周沿其周向方向上设置加热催化部11，提高了催化剂层12在对原料加热催化过程中的加热均匀程度，同时还能通过加热催化部11对原料升温处理，加速催化活性和效率，提高长链烯烃的合成效率。
36.参照图1～图2，在催化装置1的上方，还设置有与之相连通的精馏分离塔13，通过将精馏分离塔13设置在催化装置1的上方，由于真空装置的减压处理，气体形态的产品能由下至上的进入至精馏分离塔13中，在真空减压条件下，通过精馏柱填料131对催化合成的产品与未反应的原料实现边催化边分离的效果，从而改善了传统固定床工艺合成生产长链烯烃方案中原料和产品混合会产生副反应形成醚化杂质而降低原料利用率的缺陷。
37.在精馏分离塔13的上端部分的出口处，设置有分布器132，通过该分布器132的设置，保证了催化合成产品在流动过程中，保持原来的均匀分布转态，不影响气液两相的接触，提高了传质的效率。
38.参照图1～图2，在精馏分离塔13的出口处，连通有物料收集装置2，在物料收集装置2中，通过将精馏分离塔13分离的产品，在冷凝设备21的冷凝回收作用下，将催化合成的产品冷凝并输送至收集装置中，从而实现对催化产品的收集。在真空设备3和物料收集装置2之间，设有真空管进行平衡真空，改善冷凝设备2中充满液体后形成液封从而使冷凝设备2冷凝收集物料不畅的缺陷。
39.参照图1～图2，在冷凝设备21与收集装置之间，还设有取样部22，取样部22的一端与分布器132相连通，另一端与冷凝设备21的出口段相连通，取样部22与分布器132相连通的管道设有u型管，通过u型管形成的液封防止生成的气体产品由管道直接进入取样部。取样部22另一端与冷凝设备21的出口段通过阀门进行控制关闭或开启。同时取样部22上设有两个阀门，能方便对产品质量进行进一步的把控，同时还能有效检测对长链烯烃的合成情况。
40.参照图3：在制备目标产物为低沸点端烯的方案中，由于目标产物的沸点较低，同时真空环境还会进一步降低其沸点，所以需要在真空设备3装置中的真空泵31的前端和后端，分别添加低温冷却收集装置32，通过真空泵31前端设置的第一低温冷却装置321和真空泵31后端设置的第二低温冷却装置323分别对低沸点端烯产品进行冷凝处理，再通过与第一低温冷却装置321相连的第一收集罐322和与第为低温冷却装置323相连第二收集罐324分别对冷凝处理后的低沸点端烯产品进行回收处理，防止其逸散损失。
实施例
41.实施例1一种伯醇合成端烯的合成工艺，包括以下合成步骤：s1、原料准备：将正己醇先置于进料部中存贮；s2、预热处理：将存贮的液体正己醇经真空设备输送至预热设备中，减压处理至10kpa，调整预热设备温度为90℃后，将正己醇由液体转变为气态；s3、加热催化合成：将预热后的气态正己醇输送至催化装置内，经氧化锌置于300℃下加热催化合成，得催化合成产物；s4、分离提纯：对催化合成产物输送至精馏分离塔中，在精馏柱填料的分离作用
下，分离合格产品并输送至物料收集装置中，不合格产品重新输送至催化装置内，在催化剂层催化作用下，重复加热催化合成至合格为止；s5：物料收集：将合格产品经物料收集装置冷凝回流后，灌装收集，即可合成1－己烯。
42.实施例2一种伯醇合成端烯的合成工艺，包括以下合成步骤：s1、原料准备：将正己醇先置于进料部中存贮；s2、预热处理：将存贮的液体正己醇经真空设备输送至预热设备中，减压处理至20kpa，调整预热设备温度为109℃后，将正己醇由液体转变为气态；s3、加热催化合成：将预热后的气态正己醇输送至催化装置内，经氧化锌置于325℃下加热催化合成，得催化合成产物；s4、分离提纯：对催化合成产物输送至精馏分离塔中，在精馏柱填料的分离作用下，分离合格产品并输送至物料收集装置中，不合格产品重新输送至催化装置内，在催化剂层催化作用下，重复加热催化合成至合格为止；s5：物料收集：将合格产品经物料收集装置冷凝回流后，灌装收集，即可合成1－己烯。
43.实施例3一种伯醇合成端烯的合成工艺，包括以下合成步骤：s1、原料准备：将正己醇先置于进料部中存贮；s2、预热处理：将存贮的液体正己醇经真空设备输送至预热设备中，减压处理至30kpa，调整预热设备温度为120℃后，将正己醇由液体转变为气态；s3、加热催化合成：将预热后的气态正己醇输送至催化装置内，经氧化锌置于350℃下加热催化合成，得催化合成产物；s4、分离提纯：对催化合成产物输送至精馏分离塔中，在精馏柱填料的分离作用下，分离合格产品并输送至物料收集装置中，不合格产品重新输送至催化装置内，在催化剂层催化作用下，重复加热催化合成至合格为止；s5：物料收集：将合格产品经物料收集装置冷凝回流后，灌装收集，即可合成1－己烯。
44.实施例4：一种伯醇合成端烯的合成工艺，与实施例1对比，本实施例中采用的催化剂为氧化铝。
45.实施例5：一种伯醇合成端烯的合成工艺，与实施例1对比，本实施例中采用的催化剂为石英砂。
46.需要说明的是，本技术采用的原料包括但不限于正己醇，其可为6-20碳数以内的伯醇，所合成的产物包括但不限于1－己烯。
47.进一步说明的是，对于高分子量的固体醇，需要提前化料处理后，再转入进料部4中进行保温预存储，保温温度高于该高分子量的固体醇3～5℃。
48.对比例对比例1一种伯醇合成端烯的合成工艺，与实施例1区别在于，对比例1中采用传统固定床
反应工艺，具体步骤如下：将三氧化二铝作为催化剂样品放置于固定床反应器中部恒温区中，在氮气气氛下升温至300℃；将正己醇通入固定床反应器中进行保温催化反应，反应压力为常压，反应空速1.0-3.0h-1
；收集催化产物并冷凝收集，制备得反应产物。
49.对比例2一种伯醇合成端烯的合成工艺，与实施例1区别在于，对比例2中未进行预热处理。
50.性能检测试验将实施例1～5和对比例1合的产品进行测试，具体测试其转化率，检测效果如下表表1所示：表1性能检测表结合实施例1～5、对比例1～2和表1性能检测表，对比可以发现：现将实施例1～3、实施例4～5和对比例1～2为对比组，进行对比，具体如下：（1）首先，将实施例1～3结合对比例1进行性能对比，从表1中数据可以看出，实施例1～3的数据明显优于对比例1的数据，由于对比例1技术方案中采用的为传统固定床工艺，对比发现，本技术技术方案采用的伯醇合成端烯的合成工艺转化率和产率有效提高，且也不需要采用大量载气进行合成。
51.（2）将实施例1～3和对比例2进行进一步对比，可以发现，本技术实施例1～3数据较对比例2好，说明本技术技术方案优化后的合成系统能有效避免原料和产品之间的副反应，从而减少了醚化杂质的产生，提高了转化率和产率。
52.（3）将实施例4～5、实施例1和对比例2进行对比，实施例4～5的数据明显高于对比例2的数据，且与实施例1数据差别不大，说明本技术技术方案通过选择的选用的反应活性不同的原料催化剂，具有良好的转化率和产率。
53.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。